Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật định vị thiết bị di động thế hệ thứ tư phục vụ an ninh

• Tác giả: Nguyễn Hồng Thủy
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Nhật Thăng
• Trường học: Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông
• Đề tài: Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật định vị thiết bị di động thế hệ thứ tư và ứng dụng cho công tác an ninh
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Khái quát về công trình nghiên cứu
• 1.2. Những vấn đề đặt ra cần nghiên cứu
• 1.3. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu của đề tài
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Luận án
• 1.6. Bố cục Luận án
• 2. TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH VỊ DI ĐỘNG
• 2.1. Khái quát về định vị di động và các ứng dụng của định vị
• 2.2. Những giả thuyết, lý giải trước đây về định vị di động và ứng dụng cho công tác an ninh
• 2.3. Cơ sở lý thuyết liên quan
• 2.4. Nguyên lý kỹ thuật định vị di động. So sánh các công nghệ định vị di động
• 2.5. Các yêu cầu định vị di động của công tác an ninh
• 2.6. Tình hình nghiên cứu liên quan, những tồn tại và hướng giải quyết
• 2.6.1. Tình hình nghiên cứu liên quan
• 2.6.2. Những tồn tại, hạn chế và thách thức
• 2.6.3. Hướng giải quyết
• 2.7. Kết luận
• 3. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO HIỆU QUẢ ĐỊNH VỊ THIẾT BỊ DI ĐỘNG
• 3.1. Xác định các yêu cầu cụ thể của bài toán định vị
• 3.1.1. Mô tả yêu cầu
• 3.1.2. Khái niệm mới về đối tượng của bài toán định vị
• 3.1.3. Bảng mô tả yêu cầu kỹ thuật cụ thể
• 3.2. Đề xuất giải pháp kỹ thuật tổng thể
• 3.2.1. Lựa chọn nguyên lý kỹ thuật định vị lõi
• 3.2.2. Giải pháp kỹ thuật kết hợp đa dạng nguồn dữ liệu để nâng cao hiệu quả định vị
• 3.2.3. Giải pháp kỹ thuật cải thiện độ chính xác định vị
• 3.2.4. Giải pháp kỹ thuật U-TDoA để nâng cao độ khả dụng và độ chính xác định vị
• 3.2.5. Nhận xét, đánh giá về giải pháp kỹ thuật được đề xuất
• 3.2.6. Hiệu quả của giải pháp
• 3.3. Kết luận
• 4. MÔ HÌNH HỆ THỐNG KỸ THUẬT ĐỊNH VỊ THIẾT BỊ DI ĐỘNG VÀ ỨNG DỤNG CHO CÔNG TÁC AN NINH
• 4.1. Mô hình kiến trúc tổng thể hệ thống định vị thiết bị di động
• 4.2. Mô hình kiến trúc hệ thống
• 4.2.1. Mô tả kiến trúc hệ thống
• 4.2.2. Cấu trúc, chức năng hệ thống định vị thiết bị di động
• 4.2.3. Sơ đồ khối cấu trúc hệ thống
• 4.2.4. Mô tả cấu trúc, chức năng hệ thống
• 4.3. Phân lớp, xác định đối tượng
• 4.3.1. Bài toán lý thuyết phân lớp
• 4.3.2. Phương pháp phân lớp, xác định đối tượng định vị
• 4.3.3. Lựa chọn kỹ thuật phân lớp xác định đối tượng định vị
• 4.4. Bảo mật chuyển giao kết quả định vị
• 4.4.1. Bảo mật chuyển giao kết quả định vị sử dụng bài toán chia sẻ mảnh bí mật qua ảnh
• 4.4.2. Bảo mật chuyển giao kết quả định vị sử dụng thuật toán giấu tin mật qua ảnh
• 4.4.3. Đánh giá độ an toàn thông tin được bảo mật
• 4.4.4. Đề xuất hệ thống kỹ thuật bảo mật chuyển giao kết quả định vị
• 4.5. Giải pháp kỹ thuật giả lập trạm gốc thu thập tham số IMSI/IMEI
• 4.5.1. Đề xuất giải pháp kỹ thuật
• 4.5.2. Sơ đồ cấu trúc trạm gốc giả lập
• 4.6. Kết luận
• 5. THU THẬP DỮ LIỆU CELL-ID TỪ NGUỒN MỞ
• 5.1. Phân tích các phương pháp thu thập dữ liệu Cell-ID
• 5.2. Thu thập dữ liệu Cell-ID từ nguồn mở OpenCellID
• 5.3. Thu thập từ dữ liệu Cell-ID từ nguồn của Google
• 5.4. Nhận xét, đánh giá chung về thu thập dữ liệu Cell-ID từ nguồn mở
• 5.5. Cải thiện độ chính xác định vị. Phương pháp
• 5.6. Thực hiện và kết quả
• 5.7. Nhận xét, đánh giá
• 5.8. Thực nghiệm giả lập trạm gốc thu thập tham số IMSI/IMEI. Kịch bản thực nghiệm
• 5.9. Các bước thực hiện và kết quả
• 5.10. Nhận xét, đánh giá
• 5.11. Thực nghiệm tìm hướng, định vị thiết bị di động bằng trạm gốc giả lập
• 5.12. Nguyên lý kỹ thuật và kịch bản thực nghiệm
• 5.13. Nhận xét, đánh giá
• 5.14. Phân tích, đánh giá tổng hợp giải pháp kỹ thuật, mô hình hệ thống và kết quả một số thực nghiệm
• 5.15. Kết luận
• 6. HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN ÁN
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về định vị thiết bị di động 4G

Định vị thiết bị di động 4G là một công nghệ tiên tiến, cho phép xác định vị trí của thiết bị di động với độ chính xác cao. Giải pháp định vị này không chỉ phục vụ cho các dịch vụ thông thường mà còn đóng vai trò quan trọng trong an ninh. Công nghệ 4G mang lại tốc độ truyền tải dữ liệu nhanh hơn, giúp cải thiện khả năng định vị trong thời gian thực. Theo nghiên cứu, việc sử dụng công nghệ định vị hiện đại như GPS kết hợp với mạng 4G có thể nâng cao đáng kể hiệu quả trong việc theo dõi và quản lý thiết bị di động. Điều này đặc biệt quan trọng trong các tình huống khẩn cấp, nơi mà thông tin chính xác và kịp thời là rất cần thiết.

1.1. Tầm quan trọng của định vị trong an ninh

Định vị thiết bị di động có vai trò thiết yếu trong việc đảm bảo an ninh công cộng. Các cơ quan chức năng có thể sử dụng giải pháp an ninh này để theo dõi và quản lý các hoạt động đáng ngờ. Việc xác định vị trí chính xác của thiết bị di động giúp các lực lượng chức năng nhanh chóng phản ứng với các tình huống khẩn cấp. Hệ thống định vị không chỉ giúp trong việc cứu hộ mà còn hỗ trợ trong việc điều tra tội phạm. Theo một báo cáo, việc áp dụng công nghệ 4G trong định vị đã giúp giảm thiểu thời gian phản ứng của các lực lượng an ninh trong nhiều trường hợp khẩn cấp.

II. Các giải pháp kỹ thuật định vị

Các giải pháp định vị hiện nay bao gồm nhiều công nghệ khác nhau, từ GPS đến các phương pháp định vị dựa trên sóng di động. Công nghệ định vị GPS là một trong những phương pháp phổ biến nhất, nhưng không phải lúc nào cũng hiệu quả trong môi trường đô thị đông đúc. Do đó, việc kết hợp nhiều nguồn dữ liệu từ các thiết bị di động 4G là cần thiết để nâng cao độ chính xác. Các giải pháp như U-TDoA (Uplink Time Difference of Arrival) đã được chứng minh là hiệu quả trong việc cải thiện độ chính xác định vị. Việc sử dụng công nghệ thông tin để phân tích và xử lý dữ liệu định vị cũng là một yếu tố quan trọng trong việc phát triển các giải pháp định vị hiện đại.

2.1. Kết hợp đa dạng nguồn dữ liệu

Kết hợp nhiều nguồn dữ liệu là một trong những cách hiệu quả nhất để nâng cao độ chính xác của định vị thiết bị di động. Việc sử dụng dữ liệu từ nhiều nhà mạng khác nhau, cùng với thông tin từ các hệ thống định vị GPS, có thể tạo ra một bức tranh rõ ràng hơn về vị trí của thiết bị. Điều này không chỉ giúp cải thiện độ chính xác mà còn tăng cường khả năng phản ứng của các lực lượng an ninh trong các tình huống khẩn cấp. Theo nghiên cứu, việc áp dụng các phương pháp này đã giúp giảm thiểu sai số trong định vị xuống mức tối thiểu, từ đó nâng cao hiệu quả trong công tác quản lý và bảo vệ an ninh.

III. Ứng dụng thực tiễn của định vị trong an ninh

Ứng dụng của định vị thiết bị di động 4G trong an ninh rất đa dạng. Từ việc theo dõi vị trí của các đối tượng nghi ngờ đến việc hỗ trợ trong các hoạt động cứu hộ, công nghệ này đã chứng minh được giá trị thực tiễn của nó. Các cơ quan chức năng có thể sử dụng giải pháp an ninh này để giám sát các khu vực nhạy cảm, từ đó phát hiện và ngăn chặn các hành vi phạm tội. Hơn nữa, việc sử dụng công nghệ 4G trong định vị cũng giúp cải thiện khả năng giao tiếp giữa các lực lượng an ninh, từ đó nâng cao hiệu quả trong công tác phối hợp.

3.1. Tình huống khẩn cấp và cứu hộ

Trong các tình huống khẩn cấp, việc xác định vị trí chính xác của nạn nhân là rất quan trọng. Giải pháp định vị giúp các lực lượng cứu hộ nhanh chóng tìm ra vị trí của người gặp nạn, từ đó đưa ra các biện pháp ứng phó kịp thời. Việc sử dụng công nghệ 4G trong các hoạt động cứu hộ đã giúp rút ngắn thời gian phản ứng, từ đó cứu sống nhiều mạng người. Theo thống kê, các vụ cứu hộ sử dụng công nghệ định vị hiện đại có tỷ lệ thành công cao hơn đáng kể so với các phương pháp truyền thống.